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Dissertations / Theses on the topic 'Fonte graphite sphéroïdal'
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Guillemer-Neel, Clervie. "Comportement mécanique et endommagement de la fonte à graphite sphéroïdal." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1184.
Full textAbstract:
Les mécanismes d'endommagement sous sollicitation monotone et pour différents taux de triaxialité (x) ont été étudiés expérimentalement. Le comportement mécanique est caractérisé en termes de composantes de l'écrouissage : contraintes effective (interactions à courte distance) et interne (interactions à longue distance) l'influence du dommage est finalement considérée via l'écriture d'un potentiel plastique pour matériaux poreux (type Gurson-Tvergaard). La fonte GS comporte plusieurs niveaux d'hétérogénéités microstructurales jouant un rôle primordial sur les cinétiques de dommage : biphasage, microtexture des grains ferritiques autour des inclusions, hétérogénéité de fraction volumique locale des particules. L'étude de l'endommagement repose sur la méthode de l'approche locale de la rupture. La germination des cavités dans la fonte est continue en fonction d'une contrainte macroscopique Z c (distribution normale de la cinétique en accord avec Chu-Needleman). Le caractère continue résulte de phénomènes d'interaction entre inclusions proches et de l'hétérogénéité de fraction volumique locale. La caractérisation de la croissance des cavités permet d'identifier les paramètres qi, q2 du potentiel de Gurson-Tvergaard. Une fraction volumique critique de dommage est finalement établie en fonction du taux de triaxialité. Cette dépendance est expliquée par des mécanismes de coalescence différents selon x. L'importance des hétérogénéités nécessite de distinguer la nature de l'écrouissage. Une modification du potentiel de Gurson-Tvergaard est alors proposée. Une excellente corrélation est obtenue entre comportements expérimental et modélisé (x = 1/3). On démontre ainsi que dans la fonte GS, seul l'écrouissage effectif est directement affecté par le dommage (constatation validée expérimentalement par des essais sur fonte initialement poreuse (décarburée)).
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Dong, Ming-Jing. "Effet de l'endommagement sur la ténacité de la fonte à graphite sphéroïdal." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0392.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'influence de l'endommagement sur la loi de comportement et sur la ténacité de la fonte a graphite sphéroïdal. La microstructure des fontes GGG 40, GS 52 5%, GS 52 25%, a été caractérisée par analyse à la microsonde, observation au MEB, et analyse d'images. L’endommagement est décrit d'une part à l'échelle macroscopique par les paramètres D, le coefficient de dilatance et l'évolution du coefficient de poisson plastique, et d'autre part a l'échelle microscopique par observation au MEB des différents stades de la décohésion de l'interface graphite/matrice. Nous trouvons que la décohésion apparait des les premiers stades de la déformation plastique macroscopique. D augmente de 30% quand la déformation plastique varie de 0 à 2%, puis l'endommagement se stabilise jusqu'a la rupture finale. Les différents types de graphite donnent les mécanismes d’endommagement différent. La fonte ne peut donc pas être considérée comme un matériau dense. La contrainte critique à l'interface pour la décohésion est de 82 MPA. La modélisation numérique de la loi de comportement montre que en tenant compte des effets du palier de plasticité, de l'empilement des nodules, des contraintes résiduelles, les nodules de graphite peuvent être remplacés par des cavités en accord avec les observations des mécanismes d'endommagement. La taille de la zone endommagée en tête de fissure a été déterminée par observation sur une éprouvette CT 25 de fonte GGG 40 et par des calculs analytique et numérique rendant compte de l'effet de la contrainte hydrostatique. Les résultats expérimentaux et ceux des modèles montrent bien que l'endommagement joue un rôle important dans le cas des éprouvettes CT 25. L’endommagement en tête de fissure modifie la valeur conventionnelle de kC, et entraine une augmentation de la ténacité par comparaison avec celle de la matrice massive. En présence de cavités nous montrons que, l'état de contrainte ne joue pas le même rôle sur la taille de la zone plastique que dans les matériaux denses.
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Bastid, Philippe. "Comportement thermomécanique de fontes à graphite sphéroïdal pour collecteurs d'échappement." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 1995. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003288.
Full textAbstract:
L'augmentation des performances des moteurs conduisent à un accroissement des températures dans les collecteurs d'échappement. Les fontes ferritiques, GS50 ou SiMo, utilisées par RENAULT présentent des évolutions microstructurales à température élevée (800oC) qui peuvent compromettre leur résistance. Plutôt que d'adopter des matériaux plus résistants, mais plus chers, une meilleure connaissance des évolutions microstructurales des fontes GS et de leur comportement permettraient d'optimiser la géométrie des pièces dans la recherche d'un compromis légèreté-fiabilité. Une expertise de collecteurs vieillis sur banc, comparés aux mêmes pièces à l'état brut, a permis de recenser trois principaux modes d'endommagement : oxydation, décarburation et transformation de phases. Ils ont été étudiées par des essais de vieillissement isotherme et anisotherme. Les cinétiques d'oxydation et de décarburation ont été déterminées à différentes températures. La connaissance des mécanismes de vieillissement ont permis de reproduire sur des éprouvettes massives certaines des microstructures observées. Les matériaux décarburés et bruts de coulée ont été comparés lors d'essais de dilatométrie et de fatigue oligocyclique. Et des lois de comportement élasto-viscoplastiques des nuances brutes et vieillies ont été identifiées. Des essais de fatigue thermique ont été simulés avec une bonne précision à partir des lois de comportements déterminées par des essais isothermes. Les résultats de simulation d'essais thermomécaniques sur des matériaux en partie décarburés, effectués sur une géométrie simple, sont suffisamment satisfaisants pour envisager d'étendre ces calculs à des collecteurs d'échappement.
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Kyriopoulou, Ioanna. "Etude microstructurale et mécanique d'assemblages brasés de nitrure de silicium/fonte à graphite sphéroïdal." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0678.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est l'étude des assemblages brases céramique-métal du point de vue microstructural et mécanique. Des assemblages si 3n 4/fonte GS ont été réalisés par brasage réactif. La brasure utilisée était le TiCuSil. L’observation microstructurale du joint brasé à révélé la présence de couches de réaction fragiles entourant l'eutectique ag-Cu. La modélisation par éléments finis des contraintes résiduelles dans l'assemblage a confirmé le rôle important de la géométrie des substrats et celui du comportement des matériaux pour la détermination des contraintes. La précision des modèles développés a été vérifiée par la mesure des contraintes résiduelles par la méthode de diffraction de neutrons. Une étude de rupture de la partie céramique comportant des essais de flexion et le développement des modèles numériques, a conduit à la détermination de la fiabilité de la structure assemblée. L’influence de la durée de stockage des assemblages sur la rupture de la céramique, a été étudiée par des essais de flexion après vieillissement et été interprétée à l'aide d'une étude microstructurale du système.
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Jday, Rawen. "Caractérisation microstructurale du graphite sphéroïdal formé lors de la solidification et à l'état solide." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0077/document.
Full textAbstract:
Les fontes à graphite sphéroïdal sont aujourd’hui très largement utilisées en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques. La forme sphéroïdale du graphite est obtenue le plus souvent par l’ajout de magnésium ou de cérium lors de l’élaboration des fontes. Le graphite sphéroïdal peut être obtenu par graphitisation à l'état solide des fontes totalement ou partiellement solidifiées dans le système métastable. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet du traitement de graphitisation à l’état solide sur la croissance du graphite nodulaire d’une fonte à paroi mince qui présente une structure truitée à l'état brut de coulée. Cette fonte a été étudiée par microscopie optique, microscopies électronique à balayage et en transmission, spectroscopie Raman et spectroscopie de perte d'énergie des électrons. Des traitements thermiques assurant une graphitisation totale et partielle pour décomposer la cémentite formée à la solidification en graphite et en austénite ont été réalisés. Les nodules deviennent plus nombreux et leur taille augmente en fonction du temps de graphitisation. La microstructure après traitement thermique est composée de nodules de graphite et de ferrite. La spectroscopie Raman a été utilisée pour caractériser les nodules de graphite d’échantillons ayant été entièrement graphitisés à différentes températures dans le domaine austénitique. L’analyse par spectroscopie Raman ne montre aucune différence significative entre les spectres Raman enregistrés sur le graphite formé lors de la solidification et à l’état solide. Les caractérisations microstructurales par microscopie électronique en transmission montrent que le graphite à l’état brut de coulée présente une structure caractérisée par une zone interne où le graphite est désorienté. Une déformation mécanique due à la contraction lors de la solidification métastable induit la formation de cette zone. Cette zone disparaît par recristallisation après traitement de graphitisation totale pour former à la fin des secteurs coniques rayonnant à partir du germe et se développant vers la périphérie. Les résultats de ces travaux ont permis une meilleure compréhension de la structure de graphite nodulaire à l’état solide et montre aussi que le mécanisme de croissance du graphite nodulaire est le même lors de la solidification et de la transformation à l'état solideSpheroidal graphite iron castings are today widely used because of their good mechanical properties. The spheroidal shape of graphite is most often obtained by the addition of magnesium or cerium during the casting process. Spheroidal graphite can be formed at the solid-state by graphitization of cast irons which solidified partly or totally in the metastable system. The purpose of this work is to study the effect of solid-state graphitization treatment on the growth of nodular graphite of a thin wall casting which has a mottled structure at the as-cast state. This cast iron was studied using optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and electron energy loss spectroscopy. Heat treatments ensuring a total and partial graphitization to decompose the cementite formed at the solidification in graphite and austenite were realized. The nodules become more numerous and their size increases according to the time of graphitization. The microstructure after heat treatment is composed of graphite nodules and ferrite. Raman spectroscopy has been used to characterize graphite nodules in as-cast state and in samples having been fully graphitized at various temperatures in the austenite field. The results show no significant difference between Raman spectra recorded on these various samples, suggesting graphite grows with the same mechanism during either solidification or hightemperature (so-called first stage) graphitization. Transmission electron microscopy characterizations show that nodules in the as-cast material presents a multi-fold structure characterized by an inner zone where graphite is misoriented and an outer zone where it is well crystallized. In heat-treated samples, graphite nodules consist of well crystallized sectors radiating from the nucleus. These observations suggest that the misoriented zone appears because of mechanical deformation when the liquid contracts during its solidification. During heat-treatment, this zone disappears by recrystallization. The results of the present work lead to a better understanding of the nodular graphite structure in the solid state and also show that nodular graphite growth mechanism is the same during solidification and solid-state transformation
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Briki, Jalel. "Rôle exercé par une addition de manganèse sur le comportement structural des fontes à graphite sphéroïdal." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112298.
Full textAbstract:
L’étude de l'influence exercée par le manganèse sur le comportement structural des fontes GS a concerné des matériaux contenant de 0,26 à 2,15 % pds Mn. A l'état brut de coulée, l'accroissement de la teneur en manganèse favorise nettement la structure perlitique. Le comportement au chauffage de la fonte riche en manganèse s'avère similaire à celui de la fonte non chargée en cet élément, excepté en ce qui concerne le phénomène de graphitisation dont la cinétique est fortement ralenti Les courbes des diagrammes TRC de la fonte GS (tracées à partir de 930°C) sont d'autant plus déportées vers les temps croissants que la teneur en manganèse excède 1 à 1 ,5% pds : ce fait traduit une amélioration sensible de la trempabilité (Vc = 5°/s). Lors des trempes étagées, le comportement de l'austénite enrichie en manganèse (teneur > 1 ,5% pds) se caractérise en particulier par la possibilité - entre ‘10 et 580°C - de développer la précipitation d'une cémentite substitué en Mn et Si. Le diagramme TTT est également déplacé vers les temps croissants en fonction de l'augmentation de la teneur en Mn. A la faveur d'un revenu de la structure, résultant d'une trempe préalable à 20°C et pour une concentration en Mn supérieure à 1,5 % pds, l'austénite résiduelle (ϒR) évolue en deux temps : rejet du carbone en excès sous forme d'une cémentite substituée (Mn + Si) et formation concomitante d’une austénite appauvrie ϒa; cette dernière se transforme en (α + carbures) lors d'une deuxième étapeThe influence of manganese on the structural behaviour of spheroidal graphite cast iron was investigated in samples containing, 26 to 2. 15 wt % Mn. In the as-cast state, increasing the amount of manganese assists the development of a perlitic structure. On heating the behaviour of the material enriched in Mn, is similar to that of the unalloyed cast iron; nevertheless, kinetics of graphitization is considerably reduced. Transformation diagrams on continuous cooling (CCT) drawn from 930°C are shifted towards longer long-term as the percentage of manganese exceeds 1. 5 wt % this leads to a better quenchability (Vc > 5°/s). During isothermal treatments, austenite enriched in Mn (> 1. 5 wt %). May transform to a cementite with substitutional elements (Mn and/or Si). The isothermal transformation diagrams (TTT) are also shifted towards longer time as Mn content more and more important. When tempering the structure previously quenched down to ambient (and with Mn > 1. 5 wt %), the residual austenite ϒR transforms in two steps: rejection of carbon in excess in a (Mn + Si) substituted cementite with correlative impoverishment of the austenitic phase, this later ϒa phase being decomposed into (α+ carbide)during the second stade
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Berthod, Patrice. "Etude des mécanismes de solidification de pièces minces en fonte à graphite sphéroïdal obtenues par unprocessus de solidification pas à pas." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL050N.
Full textAbstract:
L’objet de la présente étude est d’accéder à une meilleure compréhension des mécanismes de solidification intervenant dans un procédé de fabrication pas à pas de pièces minces en fonte à graphite sphéroïdal. L’observation de l’état de surface et de la microstructure des pièces obtenues a conduit à une description à l’échelle macroscopique de la formation de la première peau. Cette description qualitative, qui a pu être validée lors d’expériences de simulation sur alliages organique, a été ensuite complétée par une estimation numérique de la vitesse avec laquelle la première peau croît le long de la paroi froide. Par la suite une schématisation plus fine des mécanismes de solidification mis en j eu par cette croissance a été proposéeThe aim of the present work is to identify the solidification mechanisms occurring during the casting of spheroidal graphite cast iron thin pieces by a step by step process. After a first observation of the state of the surface and the microstructure of the obtained pieces, a macroscopic description of the formation of the first shell along the mould is proposed. This model has been confirmed by simulation on organics and detailed with the quantification of the first shell growth speed and the suggestion of a more precise description of the solidification mechanisms
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Dierickx, Pierre. "Etude de la microstructure et des mécanismes d'endommagement de fontes G. S. Ductiles : influence des traitements thermiques de ferritisation." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0141.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude des relations entre les paramètres microstructuraux et les mécanismes d'endommagement de fontes G. S. Ductiles dans le cas de sollicitations monotone et cyclique. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la microstructure initiale de nos fontes brutes de coulée et traitées thermiquement, notamment les sphéroïdes de graphite. Puis, lors d'essais de traction in-situ dans un M. E. B. Nous avons identifié la chronologie de l'endommagement. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'amorçage de cet endommagement. Nous avons clairement mis en évidence les relations qui existent entre les différentes microstructures de sphéroïdes et les trois mécanismes d'amorçage identifiés. En fatigue, nous avons suivi l'endommagement par prise de répliques pendant les essais et par examens fractographiques post mortem. L'amorçage de l'endommagement se fait au premier cycle, sur les sphéroïdes de graphite et sur les porosités proches de la surface. Seules les fissures provenant des porosités se propagent. Cette propagation est majoritairement intragranulaire, et nous avons observé des phénomènes de ralentissement et d'accélération à l'approche des sphéroïdes. Pour l'amorçage de l'endommagement en traction en en fatigue, un critère de décohésion en contrainte locale a été calculé par une méthode analytique et par une méthode numérique. Les résultats sont semblables et mettent en évidence le peu de résistance du graphite. En fatigue nous avons étudié la bifurcation intergranulaire et les interactions fissure-particules. Nos résultats sont en accord avec les phénomènes observés. Ils mettent en évidence la présence néfaste des sphéroïdes endommagés, qui, représentés sous la forme de microfissures, entraînent des accélérations importantes de la fissure. Les traitements thermiques, augmentant le nombre de particules endommagées, sont par conséquent néfastes à la tenue en fatigue de ces fontesThis work is concerned with the relationships between the microstructural parameters and damage mechanisms in ductile cast irons for monotonic and cyclic loading. We have characterized the initial microstructure of our as-cast and heat-treated cast irons, with particular emphasis on the structure and morphology of the graphite nodules. In-situ SEM tensile tests have been used to determine the sequence of damage mechanisms. Our main focus was on damage initiation. We have clearly shown that there are three main damage initiation mechanisms which depend on the morphology of the graphite nodules. In fatigue, replicas made during testing as well as post-mortem fractographic analyses have been used to follow damage. Damage is initiated in the first cycle on the graphite nodules and near surface porosities. Only surface cracks originating at porosities were observed to propagate. This propagation is mainly intragranular, and we have observed crack acceleration and deceleration near the nodules. For damage initiation in tension and fatigue, we calculate a local radial stress criterion by analytical and numerical methods. The results are similar and the low local radial stress calculated at an applied stress corresponding to the first particle decohesions imply that the graphite nodules are relatively weak. In fatigue, we have studied intergranular bifurcation and crack-particle interactions. Our results are in good agreement with the observed phenomena. They show that if damaged nodules are considered as microcracks they can cause the crack to accelerate. The heat treatments increase the number of damaged nodules in the first cycle, and are therefore harmful to the fatigue of cast irons
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Aichoun, Nabil. "Contribution à l'étude de la solidification des fontes à graphite sphéroïdal (G. S) : aspects cinétiques de la solidification eutectique des fontes G.S." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL028N.
Full textAbstract:
La présente étude s'inscrit en continuité des travaux antérieurs menés séparément par Théret et Arnould. Elle tend à apporter un complément d'informations visant à améliorer les lois cinétiques régissant les différents mécanismes mis en jeu lors de la solidification eutectique des fontes à graphite sphéroïdal (G. S. ). A partir d'échantillons de fonte G. S. Obtenus par trempe en cours de solidification dirigée, on a pu étudier l'effet de la vitesse de refroidissement sur les différentes grandeurs qui gouvernent l'évolution de la structure durant la réaction eutectique. La précision accrue de nos mesures expérimentales due à une nette amélioration des conditions de trempe a permis de suivre, à travers l'évolution du nombre de nodules de graphite, la cinétique d'apparition des germes graphitiques au cours du refroidissement. Sur la base des observations expérimentales concernant le mode de solidification des fontes G. S. Et à la lumière des nouveaux résultats obtenus dans le cadre de cette étude, il a été possible de proposer un modèle de simulation de la solidification eutectique des fontes G. S. Qui rend bien compte de l'influence de la vitesse de refroidissement sur le nombre de nodules et sur la cinétique globale de cristallisation. Dans cette approche la germination et la croissance ont lieu conjointement. La germination de nouveaux nodules est prise en compte à l'aide d'une loi semblable à celle considérée par Olfield mais dans laquelle le nombre de sites de nucléation actives durant le refroidissement est pondéré par la fraction volumique de liquide résiduel. Les courbes calculées à l'aide de ce modèle ont été comparées aux mesures réalisées sur échantillons trempés. Les résultats expérimentaux ainsi que le modèle théorique avance confirment l'importance de la vitesse de refroidissement sur le palier eutectique, l'intervalle de réaction eutectique et le nombre de nodules de graphite en fin de solidification
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Bastid, Philippe. "Comportement thermomecanique de fontes à grahite sphéroïdal pour collecteurs d’échappement." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP1520.
Full textAbstract:
L’augmentation des performances des moteurs conduisent à un accroissement des températures dans les collecteurs d’échappement. Les fontes ferritiques, GS50 ou SiMo, utilisées par RENAULT présentent des évolutions microstructurales à température élevée (800oC) qui peuvent compromettre leur résistance. Plutôt que d’adopter des matériaux plus résistants, mais plus chers, une meilleure connaissance des évolutions microstructurales des fontes GS et de leur comportement permettraient d’optimiser la géométrie des pièces dans la recherche d’un compromis légèreté-fiabilité. Une expertise de collecteurs vieillis sur banc, comparés aux mêmes pièces à l’état brut, a permis de recenser trois principaux modes d’endommagement : oxydation, décarburation et transformation de phases. Ils ont été étudiées par des essais de vieillissement isotherme et anisotherme. Les cinétiques d’oxydation et de décarburation ont été déterminées à différentes températures. La connaissance des mécanismes de vieillissement ont permis de reproduire sur des éprouvettes massives certaines des microstructures observées. Les matériaux décarburés et bruts de coulée ont été comparés lors d’essais de dilatométrie et de fatigue oligocyclique. Et des lois de comportement élasto-viscoplastiques des nuances brutes et vieillies ont été identifiées. Des essais de fatigue thermique ont été simulés avec une bonne précision à partir des lois de comportements déterminées par des essais isothermes. Les résultats de simulation d’essais thermomécaniques sur des matériaux en partie décarburés, effectués sur une géométrie simple, sont suffisamment satisfaisants pour envisager d’étendre ces calculs à des collecteurs d’échappementThe increased output of automotive engines leads to higher temperature levels in exhaust manifolds. The ferritic cast irons (GS50 and SiMo) used by RENAULT experience microstructural evolutions at high temperature (800oC), that can be detrimental for their resistance. Rather than choosing more expensive higher grade materials, the better knowledge of the microstructural evolutions of GS cast irons and their behaviour would allow the optimisation of the component towards a compromise between light weight and reliability. Three main damage mechanisms were identified in a survey of bench-tested manifolds: oxidisation, decarburisation and phase transformation. They have been quantitatively investigated by isothermal and thermal cycling testing. The oxidisation and decarburisation kinetics were determined for various temperatures. Owing to the knowledge of these ageing mechanisms, specimens whose microstructures were similar to those observed were produced. As-cast and aged materials were compared in a testing program including dilatometry and low cycle fatigue tests. The parameters of constitutive equations for elastic-visco-plastic behaviour were identified for the as cast and aged materials. Results of thermal fatigue models, using the constitutive behaviour identified from isothermal tests, were in good agreement with experimental data. Thermo-mechanical analyses of partly decarburised specimens compared well with testing results, showing that the model can be applied to components of complex geometry, such as exhaust manifolds
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Sura, Edoardo. "Analyse tribo-énergétique du procédé de toilage des portées cylindriques en acier traité et en fonte à graphite sphéroïdal." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003769.
Full textAbstract:
Connu dans son principe depuis les années 30, le procédé de toilage a surtout débouché industriellement chez le constructeur automobile américain Chrysler. Il était le premier à mettre au point des appareils permettant un usinage mécanisé pour un processus de fabrication jusque là manuel. L'usinage de superfinition par toilage a conquis ensuite une large audience sous l'impulsion des travaux de l'allemand Karl Wiek en 1950. L'objectif de ce travail était de préciser l'action de toilage en liaison avec l'intervention des variables process ainsi que les caractéristiques principales des processus physiques mis en jeu dans la superfinition des métaux. Dans la synthèse bibliographique, nous avons montré les insuffisances des travaux scientifiques sur l'usinage par toilage qui ramènent la connaissance du procédé à un boisseau de faits empiriques montrant l'intervention critique d'un certain nombre de variables du process. Afin de mieux cerner les mécanismes physiques qui régissent l'usinage par film abrasif, nous avons introduit une approche tribo-énergétique utilisant le couplage des mesures physiques in situ et des expertises de retour d'essais de toilage. Reprenant alors méthodiquement les connaissances de conception des technologies de toilage, nous avons développé un banc d'essai original basé sur un test de toilage où tous les paramètres limites sont donnés par les conditions de service (essai de service). Les mécanismes physiques entrant en jeu dans le toilage du matériau usiné et au niveau de l'interface toile/pièce ont été ainsi discutés. Aussi les interventions des variables process examinées avec effet d'échelle ont été précisées. Bien que le toilage agit par écrêtement de rugosité et par formation de micro-copeaux, la structure du film abrasif, caractérisée par un pouvoir de logement élevé, semble freiner voire transformer cette action de coupe en phénomène de frottement et de labourage. Par ailleurs, la ductilité et l'homogénéité microstructurale du matériau usiné semble conditionner, entre autres phénomènes, l'épaisseur de la couche écrouie et l'endurance de la surface toilée. Nous avons présenté aussi des résultats originaux qui montrent, par une approche multi-échelles de la topographie de surface, l'effet d'échelle de rugosité sur l'intervention des variables process. Celui-ci conditionne fortement la stabilité du process de toilage et permet de mieux préciser la qualité tribologique de surface en terme du besoin fonctionnel.
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Gerval, Vidal Valérie. "Étude expérimentale et modélisation de la formation de la microstructure des fontes à graphite spheroïdal moulées." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT023C.
Full textAbstract:
Cette etude a pour objet, la modelisation de la decomposition de l'austenite en ferrite et graphite ou en perlite lors du refroidissement de fontes a graphite spheroidal (gs) usuelles. Ces fontes sont pour l'essentiel des alliages ternaires fe-c-si dans lesquels peuvent etre presentes de faibles quantite d'elements d'alliage (mg, cu, mn, cr,) et des impuretes. Le modele developpe tient compte de la presence d'elements d'addition de type substitutionnel. Pour cela, les lignes d'equilibre et les temperatures caracteristiques des diagrammes de phases stable et metastable ont ete exprimees a l'aide de relations polynomiales. L'analyse des donnees de la litterature relatives aux temperatures de debut de reaction eutectoide, permet de considerer que la force motrice de transformation ferritique ou perlitique peut s'exprimer en fonction du sous-refroidissement par rapport aux temperatures caracteristiques du diagramme de phases. Cette synthese conforte les bases du modele developpe dans la mesure ou la vitesse de refroidissement est superieure a une valeur critique revelee par ce travail. Les effets de la vitesse de refroidissement, du nombre de nodules de graphite, de l'homogeneisation et de la temperature d'austenitisation ont ete etudies a l'aide d'experiences d'analyse thermique differentielle. L'estimation des cinetiques de transformation a partir de ces experiences a permis de determiner les valeurs des parametres du modele concernant les reactions stables et metastable et de prendre en compte l'effet des microsegregations. Le couplage du modele eutectoide avec le modele de solidification developpe anterieurement, a permis de predire l'evolution de la microstructure depuis la temperature de coulee jusqu'a l'ambiante. Les cinetiques de transformation ainsi que les caracteristiques microstructurales sont convenablement traduites par la simulation. Le modele complet permet aussi de predire les courbes de transformation en refroidissement continu des fontes gs.
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Serban, Florin. "Evaluation et modelisation des contraintes residuelles dans les fontes austeno-ferritiques à graphite sphéroi͏̈dal : influence du traitement thermique et thermomécanique : thèse pour le doctorat en sciences spécialité Mécanique et matériaux." Reims, 2004. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000040.pdf.
Full textAbstract:
Le développement des fontes à graphite sphéroi͏̈dal de type ADI (Austempered Ductile Iron) est une avancée importante dans la technologie des fontes ductiles. Ces propriétés sont comparables ou dans certains cas, supérieures à celles d'aciers forgés. L'utilisation de la fonte ADI pour l'industrie automobile présent plusieurs avantages comme par exemple : la flexibilité du design, une masse moins élevée, une très bonne résistance mécanique, une meilleure usinabilité et un coût de fabrication réduit. Depuis une quinzaine d'années, la fonte austéno-ferritique fait l'objet d'études très variées, tant sur la théorie de la transformation, que sur les domaines d'application et sur les propriétés mécaniques. Pourtant, il reste des problèmes à élucider. On note ainsi : la stabilité thermique et thermomécanique de la structure austéno-ferritique, l'influence des éléments d'alliage sur les propriétés mécaniques, la cinétique de la transformation bainitique, l'influence des paramètres de traitement thermique sur la structure (phases en présence), sur l'état des contraintes résiduelles, etc. Le travail réalisé porte sur l'étude des fontes austéno-ferritiques à graphite sphéroi͏̈dal, sur leur comportement élastoplastique et thermo élastique à l'aide de la diffraction des neutrons et de la diffraction classique de rayons X. En connaissant les valeurs des contraintes résiduelles générées par les traitements thermiques ou thermomécaniques dans la réalisation des fontes ADI, en rapprochement avec un modèle mathématique (le modèle auto cohérent, dans notre cas) et autres méthodes d'investigation, nous pourrons ensuite envisager de prédire le comportement mécanique des fontes austéno-ferritiques à graphite sphéroi͏̈dalThe development of Austempered Ductile Iron is an important advance in the cast iron technology. Its properties are comparable or superiors that of the forged steel. The using of ADI in automobile industry shows a lot of advantages as: design flexibility, a smaller weight, very good mechanical strength, good machinability and a reduced price of production. The austempered ductile iron makes the object of various studies in the last fifteen years, as for the phase transformation theory than applications area or mechanical properties. Nevertheless there are a lot of problems to be solved: thermal and termomechanical stability of matrix, the influence of alloy elements on mechanical properties, kinetics of bainitic transformation, influence of thermal and termomechanical treatment parameters on the structure (each phases), on the residual stresses. This work is based on the study of Austempered Ductile Iron, on theirs elastic and thermo elastic behaviour using neutron and X ray diffraction techniques. Knowing the values of residual stresses generated by thermal or termomechanical treatment in ADI production, in agreement with a mathematic model (in our case, self consistent model), and other investigation methods, we will able to predict the behaviour of Austempered Ductile Iron
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Monchoux, Jean-Philippe. "Influence d'un recuit de ferritisation sur la microstructure et les mécanismes de fissuration en sollicitation monotone et cyclique de la fonte à graphite sphéroïdal perlito-ferritique." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0004.
Full textAbstract:
L'effet d'un recuit de ferritisation sur les propriétés de rupture de la fonte à graphite sphéroïdal perlito-ferritique n'était pas compris avec précision. Notre but était donc d'une part de caractériser les changements de microstructure se produisant dans la fonte lors du recuit, et d'autre part de caractériser les propriétés de fissuration en sollicitation monotone et cyclique (ténacité en mécanique élasto-plastique de la rupture et fatigue à grand nombre de cycles) avant et après recuit, en vue d'expliquer les modifications de mécanismes de fissuration par les changements microstructuraux observés. Des travaux antérieurs avaient montré l'apparition de particules circonférentielles de ferrite à l'intérieur du sphéroïde après recuit, ces particules ayant un effet endommageant sur l'interface nodule-matrice. Nous avons montré que la formation de ces particules résulte de la dissolution préférentielle du sphéroïde au niveau de défauts cristallins, puis par une globulisation par minimisation d'énergie d'interface des intrusions de matrice ainsi formées. Nous avons également mis en évidence dans la matrice l'existence d'une précipitation fine, probablement de type carbures ɛ, susceptible de conduire à un durcissement de la matrice. Les essais de ténacité ont montré que JIC augmentait après recuit, principalement du fait de la dissolution de la perlite. L'étude en fatigue à grand nombre de cycles a montré une influence importante de la limite d'élasticité sur la durée de vie, ainsi qu'un mécanisme de blocage des microfissures aux joints de grains. Pour ces deux types de sollicitations, les particules circonférentielles n'avaient pas d'effet mesurable, la précipitation influençant la tenue en fatigue par son effet probable sur la limite d'élasticité du matériauThe consequences of a ferritization heat treatment on the microstructure and on the fracture properties (elasto-plastic fracture toughness and high-cycle fatigue) of perlito-ferritic spheroidal graphite cast iron have been investigated. The evolution of the matrix and of the nodule-matrix interface during nodule's dissolution were characterized by means of both scanning and transmission electron microscopy. It was found that the graphite dissolution occurred mainly at crystalline defects. This produced matrix intrusions which were globulized by a surface diffusion phenomenon, leading to an incorporation of matrix particles into the grapite. These particles were found in a previous study to lead to a weakening of the nodule-matrix interface. The matrix study showed the presence of a fine precipitation. The fracture toughness was found to depend mainly on the pearlite fraction in the matrix. The lifetime in fatigue was dependent on the yield stress and on a grain boundary stop phenomenon. The ferritic particles had no or little effect on both fracture toughness and fatigue resistance, the precipitation having an influence on the fatigue resistance by its probable effect on the yield stress
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Bourdie, Jacques. "Sphéroïdisation du graphite - Cas de la fonte centrifugée." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0117/document.
Full textAbstract:
Les fontes de fer sont des matériaux largement utilisés dans de nombreux domaines allant de l’industrie automobile au secteur de l’énergie en passant par la fabrication des tuyaux d’adduction d’eau. Du fait de la teneur en carbone élevée de ces alliages, du graphite et/ou des carbures de fer précipitent pendant la solidification. Les propriétés finales des pièces dépendent alors de la nature de la matrice, de la présence ou non de carbures et surtout de la forme du graphite. Celui-ci peut cristalliser sous la forme de lamelles, de sphères ou de particules de formes intermédiaires. Les éléments présents à l’état de traces dans le bain de fonte liquide influencent de manière considérable la croissance du graphite et conditionnent sa forme finale. Leur moyen d’action ainsi que le mécanisme de croissance du graphite sphéroïdal sont encore un sujet de débat et cette thèse a pour objectif de contribuer à la compréhension des phénomènes mis en jeu. Les échantillons utilisés ont été élaborés selon le procédé de coulée par centrifugation, son influence sur les mécanismes étudiés est d’ailleurs au cœur de ce projet. Les différents essais et analyses réalisés prouvent que la structure des nodules observés dans les échantillons centrifugés est la même que dans le cas des pièces moulées en sable. De plus, les éléments traces montrent une action similaire lors de la solidification et pendant la croissance en phase solide durant le traitement thermique destiné à éliminer les carbures. Ces résultats suggèrent que le mécanisme de croissance du graphite sphéroïdal est le même lors de la croissance à partir du liquide ou en phase solide par décomposition des carbures. Une proposition est d’ailleurs faite pour expliquer le développement des nodules par une germination continue du graphite sur les plans de base conjuguée à une croissance selon les directions prismatiques. Un modèle mathématique associé à ce mécanisme est présenté et son application au procédé de centrifugation donne des résultats en accord avec les observations expérimentalesCast irons are widely used in the foundry industries for applications mainly in the automotive, energy and pipes industries. Because of the high carbon content, graphite and/or iron carbides appear during solidification. The properties of the casting depend on the nature of the matrix, the presence or not of carbides and the shape of the graphite. It can crystallise under the form of lamellae, spheroids or particles with an intermediate shape. Trace elements present in the melt strongly influence graphite growth and shape. Their action and the growth mechanism of the spheroidal graphite are still under debate and the aim of this project is to contribute to the understanding of these phenomena. The samples have been cooled by the centrifugal casting process whose influence on the studied mechanisms is the focus of this project. The different analyses that have been carried out show that the structure of the nodules is the same in centrifugated and sand mold castings. Moreover, the trace elements exhibit a similar action during solidification and solid state growth during heat-treatment for carbide dissolution. These results suggest that the growth mechanism of spheroidal graphite is the same during growth from the liquid and by solid state decomposition of carbides. A schematic is proposed to explain the growth of the nodules by a continuous nucleation on the basal surface of the graphite coupled to a growth along the prismatic directions. A mathematical model associated to this mechanism is presented and its application to the centrifugal casting process gives results in good agreement with experimental observations
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Liu, Yingcai. "Étude de fontes G. S. Bainitiques alliées de type "ADI" : stabilité de la structure "ausferritique" soit en cours de revenu, soit en condition d'usure abrasive." Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10053.
Full textAbstract:
Nous avons analysé par différents procédés expérimentaux, l'influence des éléments d'alliage sur la transformation bainitique de type première étape de la fonte g. S. Ainsi que la stabilité thermique et la résistance a l'usure abrasive de la fonte g. S. Bainitique. Les résultats montrent que l'ajout d'éléments d'alliage comme le manganèse, le nickel ou le cuivre dans les fontes g. S. Peut non seulement diminuer la vitesse de transformation bainitique, mais aussi changer la morphologie et la proportion de la phase ferritique. La formation de plaquette de ferrite s'effectue par germination répétée et croissance des sub-units de ferrite. En ce qui concerne la stabilité thermique, la décomposition de la structure ferrito-austénitique s'effectue par précipitation de carbures dans l'austénite enrichie, suivie de la formation de ferrite d'équilibre. La nature des carbures précipités varie en fonction de la température de vieillissement. Nous avons confirmé l'existence du carbure hagg et celle d'un silico-carbure (g) et nous avons également identifié l'existence d'un carbure fe-c-si-mn de type monoclinique. La formation des carbures peut s'expliquer par un mécanisme de cisaillement-diffusion. Dans le cas de revenus anisothermes, la coexistence de plusieurs carbures a été confirmée: silico-carbure (g) orthorhombique, carbure fe-c-si-mn monoclinique et carbure fe7c3 orthorhombique. Ces carbures se transforment en cémentite puis coalescent. Cette transition des carbures est de type séparé
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Adrien, Jérôme. "Optimisation des cycles thermiques appliqués aux fontes G. S. Ferritiques vis à vis des propriétés de fatigue." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0020/these.pdf.
Full textAbstract:
Les fontes à graphite sphéroi͏̈dal ferritiques sont employées pour la réalisation de pièces qui requièrent une ductilité et une ténacité élevées ainsi qu'une bonne résistance à la fatigue à grand nombre de cycles. Les recuits de ferritisation qui permettent l'obtention d'une matrice entièrement ferritique favorisent une ténacité et une ductilité élevée mais ne permettent pas d'améliorer la résistance à la fatigue, une baisse de celle-ci étant même observée dans certains cas. Notre but était donc d'optimiser ces traitements thermiques afin d'obtenir un meilleur compromis entre ténacité et durée de vie en fatigue. Pour atteindre cet objectif, une étude du comportement en fatigue de fontes à l'état brut de coulée et traitées thermiquement a été réalisée. La comparaison des durées de vie ainsi que des mécanismes de fissuration de ces états métallurgiques, nous a permis d'évaluer l'influence de différents paramètres (caractéristiques des sites d'amorçage, propriétés de la matrice) et nous a amené à proposer deux voies d'optimisation de la microstructure de la fonte G. S. . La première consiste à améliorer la résistance à l'amorçage et à la propagation des fissures en favorisant une limite d'élasticité élevée de la ferrite. L'étude de cette solution d'optimisation montre qu'il est difficile, par l'intermédiaire de simples cycles thermiques, d'augmenter cette propriété qui dépend de la teneur du carbone en solution dans la ferrite. La seconde consiste à associer à la ferrite, un composé plus résistant situé dans les zones où s'amorcent les microfissures. L'étude de traitements thermiques favorisant la formation d'une matrice composée de ferrite et de bainite a donné des résultats encourageants. La présence de bainite localisée près des sphéroi͏̈des de graphite et des zones de porosités permet d'accroître la résistance à l'amorçage des fissures. Ceci engendre une amélioration sensible des durées de vie en fatigue de la fonte G. S. Sans pour autant fragiliser le matériauFerritic spheroidal graphite cast irons are used for mechanical parts requiring high ductility and toughness as well as good high cycle fatigue properties. The aim of this work is the optimisation of the fatigue properties by developing novel heat treatments. A study of the fatigue behaviour shows the influence of different microstructural parameters. Two ways of optimisation are proposed, based on this study. Both solutions consist in the increase of the fatigue crack initiation and / or propagation strength. Firstly, the ferrite yield strength could be increased and in a second hand a dual-phase matrix (ferrite + another constituent with high yield strength) could be obtained which gives better results. The presence of bainite around the spheroid of graphite and the porosity leads to better crack initiation strength and thereby to better high cycle fatigue strength
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Ikhlef, Aomar. "Transformations structurales de fontes à graphite sphéroïdal et influence spécifique du silicium : caractérisation par spectrométrie Mössbauer des diverses phases formées." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112013.
Full textAbstract:
La transformation austénitique des fontes GS s’accompagne de la dissolution dans la phase γ formée, du carbone provenant des couches périphériques des nodules de graphite. L’analyse des transformations de l’austénite en refroidissement continue et par trempe isotherme a conduit au tracé des diagrammes TRC et TTT pour différentes teneurs en silicium. Le silicium exerce un effet déterminant sur la cinétique de la transformation bainitique en retardant la précipitation des carbures à partir de l’austénite. De ce fait, il favorise l’enrichissement en carbone d’une fraction de l’austénite et sa stabilisation transitoire. La décomposition de cette phase enrichie intervient, par la suite, par précipitation de silicocarbures complexes du type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. Le revenu de la fonte GS s’opère en quatre stades nettement distincts précédés d’une étape de préprécipitation. La transformation de l’austénite résiduelle au cours du second stade se développe en deux étapes impliquant respectivement l’enrichissement en carbone d’une fraction de cette phase, puis sa décomposition par précipitation du carbure ԑ. Ce dernier carbure évolue, au cours du troisième stade, en un produit de transition de structure intermédiaire entre celles des carbures θ et χThe austenitic transformation of S. G. Cast irons goes on with dissolution in the formed γ phase, some carbon coming from peripheric nodules of graphite. The analysis of the transformations of the austenite during the continuous cooling and during austempering resulted in CCT and TTT diagrams for different silicon contents. Silicon has an important effect on the kinetic bainite transformation: it delays the precipitation of the carbides from austenite. Therefore it favours the carbon enriching of a fraction of the austenite, and its temporary stabilization. The decomposition of this enriched phase takes place then, by precipitation of complex silicocarbides of type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. The tempering of S. G. Cast iron occurs in four distinct stages, preceded by an aging step. The transformation of the retained austenite during the second stage is separated into two steps, involving respectively the carbon enriching of a fraction of this phase, and its decomposition by precipitation of ԑ carbide. During the third stage, this ԑ carbide transforms into a transition carbide having an intermediate structure between θ and χ carbides
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Wang, Qing Yuan. "Etude de la fatigue gigacyclique des alliages ferreux." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0693.
Full textAbstract:
La présente étude porte sur le comportement en fatigue des très grandes durées de vie des alliages ferreux a hautes performances (fontes GS, tôles minces et aciers a très haute résistance). Outre la mise au point de trois machines d'essai piézoélectriques adéquates, de nombreux essais de fatigue sont réalisés sur plusieurs métaux et avec différents profils d'éprouvette. En particulier, une nouvelle possibilité d'essai de fatigue vibratoire a été développée pour permettre l'étude de la limite d'endurance de tôle mince et le seuil de propagation de fissure sur les éprouvettes plates de très faible épaisseur. Nous présentons dans ce mémoire les résultats d'endurance d'une fonte GS 52, d'une tôle mince et des aciers à très haute résistance. Les résultats à 20khz sont en accord avec ceux obtenus à 25 Hz par Renault entre 5 10 5 et 10 7 cycles dans le cas ou la comparaison est possible, ce qui montre que la fréquence de la fatigue vibratoire est sans influence sur l'endurance. Les résultats montrent de plus, qu'entre 10 6 et 10 9 cycles l'asymptote présumée de la courbe de Wöhler est faiblement inclinée et non pas horizontale, et qu'il y a rupture par fatigue jusqu'a 10 9 cycles pour la fonte, tôle mince, les aciers a ressort et les aciers de construction mécanique. On a pris conscience du risque de considérer la limite de fatigue à 10 7 cycles seulement. Dans cette étude, on a mesure aussi l'évolution de la température de l'éprouvette a cause de l'absorption d'énergie ultrasonique au cours des essais. Les résultats montrent que l'endurance en fatigue vibratoire ne produit pas d'augmentation brutale de la température sauf en fatigue oligocyclique. Il y a une élévation rapide a proximité de 10 6 cycles.
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Wang, Shuyan. "Formation des microstructures dans la fonte à graphite spheroïdal aux premiers instants de la solidification." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0338/document.
Full textAbstract:
Les conditions thermiques et le traitement du métal liquide pour la coulée centrifuge des tuyaux de canalisation permettent d'obtenir une solidification sous forme de graphite sphéroïdal sur l'ensemble de l'épaisseur. Il est parfois observé en peau des zones solidifiant selon le mode blanc qui peuvent induire des différences de réponses métallurgiques problématiques. La caractérisation de tuyaux de différents diamètres montre qu'une compétition entre la croissance de l'eutectique métastable et la germination et croissance de l'eutectique stable existe dès le tout début de la solidification. Pour préciser les conditions thermiques de cette compétition un dispositif de chute de goute sur substrat a été utilisé pour lequel la solidification rapide et dirigée se déroule avec mesure de l?évolution de la température aux premiers moments de la solidification (t<200 ms). La caractérisation des microstructures à l'état brut de coulée et après traitement thermique a montré que ce dispositif permettait de reproduire les conditions thermiques de la peau des tuyaux et de figer la structure précurseur de celle obtenue par coulée centrifuge. Un modèle physique décrivant les premiers instants de la solidification sous très fort gradient thermique d'une fonte inoculée et traitée au Mg est présenté, prenant en compte la cinétique de germination et croissance des nodules de graphite en compétition avec la solidification de l'eutectique métastable. La comparaison entre les résultats du modèle et les caractérisations microstructurales permet de préciser les scénarios de formation des microstructures en découplant l'influence du gradient thermique et de la vitesse de solidificationThe thermal conditions and the treatment of the liquid metal for centrifugal casting of pipes lead to the solidification of the melt in the form of spheroidal graphite (SG) iron throughout the thickness. However it is sometimes observed zones that are solidified within the white mode (eutectic austenite / cementite) mainly in the skin of the product. These areas lead to differences which could be problematic. Further characterization of the microstructure of pipes shows that competition between the nucleation and growth of stable and metastable eutectic growth exists from the beginning of solidification. To clarify the thermal conditions of this competition an experimental device has been used. Liquid metal droplet fall on a cold substrate. Rapid directionnal solidification occurs and the temperature evolution of the lower surface of the droplet is recorded during the very first moment of solidification (< 200 ms). Characterization of droplet microstructures obtained in as-cast state and after heat treatment showed that the device is able to froze the solidified microstructure in an earlier stage of formation than in the as cast pipe. A physical model describing the first instants of the solidification under very high thermal gradient of a cast iron which is inoculated and treated with Mg is presented, taking into account the kinetics of nucleation and growth of graphite nodules in competition with the solidification of the metastable eutectic. The comparison between the calcluated results and microstructural characterizations allows to specify microstructures devlopment scenarios by decoupling the influence of the thermal gradient and solidification rate
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Hervas, Dobon Isabel. "Contribution à l’étude des mécanismes d’endommagement des fontes ferritiques à graphite sphéroïdal : influence de la température, du trajet de chargement et rôle des interfaces nodules / matrice." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2069.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur les relations entre les mécanismes d’endommagement et les paramètres microstructuraux de la fonte GS dans une large gamme de températures pour différents types de sollicitations mécaniques. Des essais de traction et de compression à TA menés sur des éprouvettes présentant différentes géométries génèrent des déformations avec plusieurs taux de triaxialité. L’étude des caractéristiques géométriques des nodules de graphite permet l’analyse de la déformation et du trajet de chargement local. L’état de déformation et le taux de triaxialité sont aussi simulés avec la méthode des éléments finis. L’influence de la température est étudiée par le biais d’essais de traction, de compression et de fluage. Un changement significatif de comportement mécanique est mis en évidence à partir de 400 °C. L’étude des paramètres microstructuraux permet la compréhension du comportement mécanique de la fonte ainsi que de son évolution avec la température. Dans le cas d’une sollicitation en traction, le modèle de Gurson-Tvergaard, montre que les interactions entre les cavités engendrées par la déformation évoluent avec la température. Les mesures effectuées après les essais de compression montrent que, jusqu’à 400 °C, la déformation des nodules de graphite augmente avec l’écrasement. En revanche, à partir de 500°C, la déformation des nodules ne suit plus la déformation plastique du matériau. Des essais de fluage menés à 750 °C, pour une contrainte inférieure à la limite d’élasticité, montrent une transition progressive entre les deux principaux mécanismes de fluage : le fluage contrôlé par la montée des dislocations et celui piloté par les mécanismes de diffusionThis work focuses on the relationship between the damage mechanisms and the microstructural parameters of ductile cast iron for different types of mechanical stress in a wide temperatures range. Tensile and compression tests at RT carried out on specimens presenting different geometries generate strains with multiple levels of triaxiality. The study of the graphite nodule geometrical properties enables the analysis of deformation and local strain path. The deformation state and triaxiality rate are also simulated by using the finite element method. The influence of temperature is studied in the case of tensile, compression and creep tests. A significant behaviour change is evidenced above 400 °C. The study of microstructural parameters permits the understanding of the mechanical behaviour of the ductile cast iron and its evolution with temperature. In the case of tensile tests, Gurson-Tvergaard model highlights that the interactions between the cavities, caused by the deformation, change with temperature. Structural measurements after compression tests show that up to 400 °C, the deformation of the graphite nodules increases with the deformation. However, from 500 °C, nodule deformation doesn’t follow the plastic deformation of the material. Creep tests, carried out at 750 °C for stress levels lower than yield stress, reveal a gradual transition between the two main creep mechanisms: creep controlled by dislocations climb and creep controlled by diffusion mechanisms
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Dawi, Kamel. "Corrosion à haute température de fontes GS à matrice ferritique et austénitique sous atmosphères complexes." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1803.
Full textAbstract:
Le mémoire présenté s’articule autour de sept chapitres. Les premier et deuxième chapitres, qui constituent la synthèse bibliographique, présentent d’abord quelques généralités sur les fontes et leur procédé d’élaboration, ainsi que sur l’action et la ségrégation des principaux éléments d’alliage (chapitre I) ; le deuxième chapitre présente des généralités sur l’oxydation des métaux à haute température, l’oxydation du fer, des alliages Fe-Si, et des fontes ; puis plus spécifiquement sur la corrosion haute température dans les milieux soufrés et du l’effet de la vapeur d’eau. Ce chapitre se termine par des éléments bibliographiques. Le chapitre suivant (chapitre III) est consacré à la description expérimentale des essais et des techniques de caractérisation, ainsi qu’à un bref descriptif de l’outil de calcul thermochimique ThermoCalc. Dans le quatrième chapitre, une étude microstructurale des fontes étudiées est présentée. Elle est basée sur des observations microstructurales et des analyses élémentaires effectuées après différentes attaques chimiques, complétées par des calculs thermodynamiques. Dans les cinquième et sixième chapitres sont présentés les résultats expérimentaux et les discussions concernant respectivement les essais de corrosion sur les fontes SiMo et les essais sur la fonte Ni-Resist. La dernière partie de ce manuscrit constitue une synthèse globale de ce travail sous forme de conclusion générale et de perspectives.
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Kasperek, Joseph. "Contribution à l'étude de la germination et de la croissance du graphite dans les fontes synthétiques. Etude physicochimique de quelques oxydes mixtes de manganèse à structure spinelle." Rouen, 1992. http://www.theses.fr/1992ROUES011.
Full textAbstract:
Partie 1 : le dispositif expérimental employé dans ce travail consiste en une fusion et une coulée sous vide d'échantillons élaborés à partir de produits purs Fe, C, Si. Le premier résultat significatif est la grande diversité de formes que présente le graphite dans un même échantillon. Quelques sphéroïdes ont été observés lors du refroidissement d'un alliage Fe-C-Si pur, en l'absence de toute inoculation. Lorsque la vitesse de refroidissement augmente, la proportion des sphéroïdes observée tend à accroître. Un cycle thermique de référence a été ainsi établi principalement sous vide. La forme sphéroïdale semble être sensible non seulement à la pureté mais aussi aux conditions thermiques d'élaboration. Ensuite, nous avons relevé les effets d'une addition de cérium pur Degasse en l'absence de tout produit inoculant. Sous nos conditions expérimentales, seule une addition de 0,1% de Ce en masse favorise une évolution vers la forme sphéroïdale, que les coulées soient réalisées en moulage en sable ou en coquille métallique. Nos résultats montrent uniquement le caractère sphéroïdisant du Ce. La formation du graphite vermiculaire est reliée aux conditions thermiques d'élaboration. Nous avons également des cristaux courbes indépendamment de tout traitement. L'observation, à l'aide de la microscopie électronique à balayage, de la zone centrale des amas de graphite montre généralement une cavité entourée d'un empilement de lamelles peu denses toutes les coulées synthétiques et les fontes commerciales. L'analyse de la teneur en Ce des fontes synthétiques traitées avec cet élément révèle sa présence dans la zone proche de cette partie creuse. A partir de nos résultats expérimentaux, un modèle de formation du graphite sphéroïdal a été proposé. Ce modèle repose sur deux observations importantes : la capacité du graphite à croître en cristal courbe et la présence de microbulles de Ce dans le mélange. La formation du graphite vermiculaire est reliée à la défience de ces microbulles. Nos résultats limitent en faveur du processus à la poche fermée. Partie 2 : les états d'oxydation du Cu, Fe et Mn et quelques manganites ont été étudiées par différentes méthodes d'analyses physiques. Une comparaison entre quelques résultats récents et les nôtres a été reportée. La caractérisation du degré d'oxydation et des distributions cationiques est utile pour comprendre les propriétés électriques de ces céramiques
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Forestier, Igor. "Dépôt en couches minces de nickel chimique multifonctionnel." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI031.
Full textAbstract:
Les pompes sèches primaires dédiées aux procédés de fabrication en microélectronique sont soumises à des environnements très corrosifs de plus en plus oxydants et halogénés (Cl2, F2 et O2). Or pour des raisons mécaniques et économiques, les parties fonctionnelles des pompes sont usinées dans la fonte à graphite sphéroïdale EN-GJS-500-7. La fonte est alors protégée par un dépôt de nickel-phosphore (NiP) chimique. Cette thèse, reprend des études classiques sur la cinétique et le mécanisme de nickelage d'une part, et sur l'optimisation des propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion des couches de NiP d'autre part. Cependant, le caractère innovant de ce travail repose sur la réalisation de couches NiP sur un substrat en fonte à graphite sphéroïdale.L'étude de la cinétique de nickelage et la caractérisation morphologique des revêtements en fonction du temps de dépôt a montré l'influence de la nature chimique du substrat. Les sphères de graphite affleurantes à la surface du substrat n'étant pas catalyseur du nickel chimique, provoque des défauts dans le revêtement, dommageables pour la conformité du dépôt. Il a été montré qu'une polarisation cathodique de la surface du substrat pouvait, dans les premiers instants du dépôt, amorcer le nickelage à l'aplomb des sphères de graphite.Une relation entre la microstructure des dépôts en fonction des traitements thermiques subis et des propriétés mécaniques des couches de NiP a été mise une évidence. Les dépôts NiP amorphes présentent une faible dureté et un comportement ductile tandis que les dépôts cristallisés possèdent une dureté élevée et un comportement fragile. Ces dépôts ont une bonne tenue à la corrosion en milieux halogéné lorsqu'ils sont intacts. Actuellement, au niveau industriel, les dépôts les plus fragiles sont choisis, bien qu'ils présentent une résistance à la corrosion plus faible : en effet, la durée de vie des pompes est alors supérieure car les effets de grippage sont atténués.Mots-clés : nickel chimique, résistance à la corrosion, fonte à graphite sphéroïdale, caractérisation physico-chimique, couches minces, durabilité mécaniquePrimary dry pumps dedicated to manufacturing processes in microelectronics are subjected to highly corrosive environments that are increasingly oxidizing and halogenous (Cl2, F2 and O2). However, for mechanical and economic reasons, the functional parts of the pumps are machined in EN-GJS-500-7 spheroidal graphite cast iron. The cast iron is consequently protected by a nickel-phosphorus chemical deposit. This thesis is based on classical studies on the kinetics and the nickel-plating mechanism on the one hand, and on the optimization of the mechanical properties and corrosion resistance of the NiP layers on the other hand. The innovative nature of this work is based on the production of NiP layers on a spheroidal graphite cast iron substrate.The study of the kinetics of nickel-plating as well as the morphological characterization of coatings as a function of the deposit time showed the influence of the chemical nature of the substrate. The flush graphite spheres on the surface of the substrate being not a catalyst for the chemical nickel, they can cause defects in the coating and a loss of compliance. It has been shown that a cathodic polarization of the surface of the substrate, in the first moments of the deposit, could initiate the nickel-plating right on the graphite spheres.A relationship exists between the microstructure of the deposits as a function of the thermal treatments undergone and the mechanical properties of the NiP layers. The amorphous NiP deposits have a low hardness and a ductile behavior while crystallized deposits have a high hardness and a brittle behavior. These deposits have a good resistance to corrosion in halogenated environments when they are intact. Actually, at the industrial level, the most brittle deposits are chosen, although they have a lower corrosion résistance: indeed, the service life of the pumps is higher because the seizing effect are minimized.Keywords: electroless nickel, resistance to corrosion, spheroidal graphite cast iron, physicochemical characterization, thin layers, mechanical durability